Zahušťování a tixotropie etherů celulózy
Zahušťování a tixotropie éteru celulózy: Druhá funkce éteru celulózy - zahušťovací účinek závisí na: stupni polymerace éteru celulózy, koncentraci roztoku, smykové rychlosti, teplotě a dalších podmínkách. Gelující vlastnosti roztoku jsou jedinečné pro alkylcelulózu a její modifikované deriváty. Gelační vlastnosti souvisí se stupněm substituce, koncentrací roztoku a přísadami. U hydroxyalkylem modifikovaných derivátů jsou vlastnosti gelu také vztaženy ke stupni modifikace hydroxyalkylové skupiny. Pro MC a HPMC s nízkou koncentrací roztoku lze připravit 10%-15% koncentrační roztok, středně viskózní MC a HPMC lze připravit s 5%-10% roztokem a vysoce viskózní MC a HPMC lze připravit pouze s 2%- 3% roztok, zatímco stupeň viskozity éteru celulózy je obvykle také odstupňován podle 1%-2% roztoku.
Ether celulózy s vysokou molekulovou hmotností má vysokou účinnost zahušťování. V roztoku stejné koncentrace mají polymery s různou molekulovou hmotností různé viskozity. Viskozita a molekulová hmotnost mohou být vyjádřeny následovně, [η]=2,92x10-2(DPn) 0,905, DPn je průměrný vysoký stupeň polymerace. Cílové viskozity lze dosáhnout pouze tehdy, když se nízkomolekulární ether celulózy přidá ve velkém množství. Jeho viskozita má malou závislost na smykové rychlosti, vysoká viskozita dosahuje cílové viskozity a požadované přídavné množství je malé a viskozita je určena účinností zahušťování. Proto pro dosažení určité konzistence musí být zaručeno určité množství éteru celulózy (koncentrace roztoku) a viskozita roztoku. Teplota gelovatění roztoku také klesala lineárně se zvyšováním koncentrace roztoku a geloval při teplotě místnosti po dosažení určité koncentrace. Koncentrace gelovatění HPMC při teplotě místnosti je vyšší.
Konzistenci lze také upravit výběrem velikosti částic a výběrem etherů celulózy různého stupně modifikace. Takzvanou modifikací je zavedení hydroxyalkylové skupiny s určitým stupněm substituce na strukturu skeletu MC. Změnou relativních substitučních hodnot dvou substituentů, tj. DS a ms relativních substitučních hodnot methoxy a hydroxyalkylových skupin, které často říkáme. Požadavky na různé vlastnosti etherů celulózy se získají změnou relativních substitučních hodnot dvou substituentů.
Vztah mezi konzistencí a modifikací: přidání éteru celulózy ovlivňuje spotřebu vody maltou, změna poměru vody a pojiva vody a cementu je zahušťovacím efektem. Čím vyšší dávkování, tím větší spotřeba vody.
Étery celulózy používané v práškových stavebních materiálech se musí rychle rozpouštět ve studené vodě a dodávat systému vhodnou konzistenci. Při určité smykové rychlosti je to stále vločkovitý a koloidní blok, což je nekvalifikovaný nebo nekvalitní produkt.
Existuje také dobrý lineární vztah mezi konzistencí cementové pasty a obsahem éteru celulózy. Éter celulózy může výrazně zvýšit viskozitu malty. Čím větší obsah, tím zřetelnější účinek. Vysoce viskózní vodný roztok éteru celulózy má vysokou tixotropii, což je také hlavní charakteristika éteru celulózy. Vodné roztoky polymerů na bázi MC mají obecně pseudoplastické, netixotropní tokové vlastnosti pod teplotou gelu, ale newtonovské tokové vlastnosti při nízkých smykových rychlostech. Pseudoplasticita se zvyšuje se zvyšující se molekulovou hmotností nebo koncentrací etheru celulózy, bez ohledu na typ substituentu a stupeň substituce. Proto ethery celulózy stejného stupně viskozity, ať už se jedná o MC, HPMC nebo HEMC, vždy vykazují stejné reologické vlastnosti, pokud se koncentrace a teplota udržují konstantní.
Při zvýšené teplotě se tvoří strukturní gely a dochází k vysokému tixotropnímu toku. Ethery celulózy s vysokou koncentrací a nízkou viskozitou vykazují tixotropii i pod teplotou gelu. Tato vlastnost je velkým přínosem pro stavbu stavební malty pro úpravu její nivelace a průhybu. Zde je třeba poznamenat, že čím vyšší je viskozita éteru celulózy, tím lepší je retence vody, ale čím vyšší je viskozita, tím vyšší je relativní molekulová hmotnost éteru celulózy a odpovídající snížení jeho rozpustnosti, což má negativní vliv na koncentraci malty a konstrukční výkon. Čím vyšší je viskozita, tím je zahušťovací účinek malty zřetelnější, ale není zcela úměrný. Některé modifikované ethery celulózy se střední a nízkou viskozitou mají lepší výkon při zlepšování strukturální pevnosti vlhké malty. Se zvyšující se viskozitou se zvyšuje zadržování vody v etherech celulózy.
